LA CONDENSACIÓN DE BOSE-EINSTEIN por la Prof. Dra. Dª. María de los Ángeles Molina Gómez, académica de número

En 1925 la mecánica cuántica permitió a Satyerdra Nath Bose y Albert Einstein predecir la existencia de este fenómeno, tan peculiar como interesante, debido exclusivamente a una particular tendencia que poseen, a temperaturas muy bajas, unas determinadas partículas llamadas “bosones”, en honor de Bose, su descubridor. Los bosones son partículas (naturalmente microscópicas) de sustancias que existen en la naturaleza (Helio, Rubidio, Cesio, etc.) que a temperaturas bajas -cuando se estudian a la luz de la mecánica cuántica- tienden a situarse en un mismo estado, el estado fundamental o estado de menor energía. Esta tendencia provoca su condensación y da lugar a que su velocidad en estado gaseoso se reduzca enormemente, resultando a la vez imposible su localización, debido a que en tales condiciones el principio de incertidumbre adquiere gran importancia. Esto significa que a bajas temperaturas, a las cuales predomina el comportamiento ondulatorio sobre el corpuscular, los bosones pierden su identidad individual y se comportan todos ellos como un gran átomo o superátomo condensado.

Las temperaturas necesarias para observar este fenómeno no se dan espontáneamente, sino que hay que lograrlas en el laboratorio, ya que son del orden de los nanokelvin (10-9 kelvin), que aproximadamente corresponden a 273 grados por debajo del cero de nuestra escala centígrada habitual. Esto da una idea de la dificultad inherente a la obtención de este condensado, pues la existencia de un gas bosónico se ha de lograr a temperatura extremadamente baja. No es de extrañar que esta predicción fuera considerada hasta hace unos pocos años como una mera curiosidad académica.

Fue en 1995 cuando científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, de la Universidad de Colorado, lograron producir, por primera vez, un condensado de Bose-Einstein con átomos de Rubidio-87. El dispositivo experimental para alcanzar tan bajas temperaturas consistió en el “enfriamiento con láser”, un dispositivo ingenioso y no demasiado caro. Desde entonces hasta la actualidad mucho se ha escrito sobre el tema.

Un aspecto de la condensación de Bose-Einstein del que puede pensarse que  roza la ciencia-ficción es que, debido al pequeño volumen específico del condensado, sería posible producir materia ultracompacta, pues con suficientes átomos añadidos se podría formar un agujero negro de tamaño atómico. Pero debemos decir que, de momento, no hay peligro de que esto ocurra, ya que los condensados de Bose-Einstein no superan los millones de bosones. Esta cantidad no es significativa si se tiene en cuenta que en un centimetro cúbico del aire que respiramos hay más de un millón de billones de moléculas.